基于數據倉庫的一體化電力調度自動化系統分析

陳立貴

摘 要：從電力調度自動化系統的發展現狀出發，提出了基于數據倉庫的一體化電力調度自動化系統設計，希望能以數據倉庫為紐帶，實現各個應用子系統的相互聯系，保證良好的系統運行效果。

關鍵詞：數據倉庫；一體化；電力調度；自動化系統

中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.065

電力調度是指依據相關現場設備反饋的數據信息，結合電網的實際運行參數，對電網的運行狀態進行分析和判斷，并利用現代通信技術，指揮現場工作人員或自動化系統進行電力調度工作。自動化系統的出現極大地推動了電力調度工作的發展，也因此受到了相關技術人員的重視和深入研究。

1 電力調度自動化系統的發展現狀

近年來，隨著計算機技術、網絡技術、現代通信技術等的發展，從電力市場的商業化運營需求考慮，電網調度自動化系統得到了飛速發展，而以數據倉庫為依托，實現電力調度自動化系統的一體化設計，能加強應用子系統之間的相互聯系，實現數據的高度共享。

就目前而言，在電力調度自動化系統中，軟、硬件平臺以及系統實現技術存在著較大的差距，也因此使得不同應用系統之間的軟件互聯和數據共享變得非常困難的，比較常見的解決方法有2種：①結合實際需求，開發點對點的接口；②實現跨部門、跨系統的數據收集。無論采用哪一種方法，都可能會因系統之間的復雜聯系而產生大量的冗余數據，引發數據不一致的問題，進而影響數據的共享。而在技術發展的帶動下，以CIM、CORBA等為基礎的一體化設計開始受到了電力部門的重視，尤其是IEC61970標準的完善，為電力調度一體化系統的開發奠定了堅實的基礎。但考慮到資金、技術等各方面的因素，一體化系統的開發是一個長期過程，并非短時間內可以完成，這一點電力企業必須認識到。

2 基于數據倉庫的電力自動化系統

2.1 調度監控系統

以省級電力調度系統為例，電網調度監控主要是基于EMS和SCADA，前者包括網絡建模與拓撲分析、狀態估計、靜態安全分析、網損分析以及自動電壓控制等，這些模塊都是依照電網的實際運行數據或歷史數據，針對電網的多個方面進行分析和計算的，使系統工作人員能了解電網的實時運行狀態，實現相應的監督控制；后者則主要負責對220 kV以上變電站的數據進行采集和處理，以及事故反演、報表處理等，還負責與其他系之間的信息傳輸。

在省調度系統中，無論是EMS，還是SCADA，都離不開各種調度數據的支持，這些數據主要來自于變電站、發電廠以及區域調度。以區域調度為例，SCADA/PAS是監控系統中非常重要的組成部分，就目前來看，區域調度系統與省調度系統的相互通信主要是針對部分變電站實時運行數據、區域功率總加以及各類關口信息的傳輸。

2.2 繼電保護系統

繼電保護在電力系統中發揮著重要的保護作用，能確保故障的及時切除，縮小其影響范圍。與之功能相似的是智能穩定措施，其主要作用是在發生系統故障時，及時對不平衡負荷進行切除，以確保電力系統的穩定、可靠運行。從電力調度運行的安全性和可靠性角度考慮，必須重視繼電保護和智能穩措系統的建設。

現階段，繼電保護以及故障信息管理系統主要基于計算機以及通信技術，對廠站端的微機保護信息、故障錄波信息進行采集，對轄區內變電站繼電保護裝置的運行狀態進行判斷，對線路中存在的故障和問題進行分析，為故障的應對和處理提供數據支持。隨著電力市場的持續發展，靈活交流輸電技術得到了應用，也因此帶動了電網結構、運行方式以及故障元件參數的變化，在提升電力調度自動化系統靈活性的同時，對繼電保護也提出了更加嚴格的要求，尤其是繼電保護定值，其必須滿足自適應的需要。在這種情況下，結合EMS數據，可以實現對電網變化情況的及時、準確分析，實現對保護定值的在線整定，從而為繼電保護及其故障管理提供便利。

2.3 市場支持系統

我國對電力市場支持系統的研究已經進行了很長時間，最初在山東、上海、吉林等6個地區展開了“廠網分開、競價上網”的試點，并逐漸擴展到全國各地。對不同地區的電力市場技術支持系統進行分析發現，雖然在具體的實現方式上存在差異，但是系統功能基本相同，主要包括電能計費系統、能量管理系統、交易管理系統、電費結算系統以及市場預測系統等。從配電側電力市場的角度考慮，還需要加入大用戶數據申報系統等。從目前的發展情況分析，電力市場支持系統需要通過EMS/SCADA系統實現對電力系統的調節和控制功能。

2.4 仿真培訓系統

仿真培訓系統的基本原理是結合計算機技術，構建基于電力系統的實際模型，對調度信息、發生故障后的系統工況再現，并傳輸到模型中，從而為調度人員提供一個相對真實的培訓環境，在不影響電力系統正常運行的基礎上，提升調度人員的實踐能力。在計算機技術飛速發展的帶動下，仿真培訓系統的應用范圍也在持續擴大，其不再僅限于對調度人員的培訓，還可以為電網決策人員以及運行支持人員提供相應的研究工具，確保其能更加準確地把握電網的運行情況，保證電力調度工作的針對性。仿真培訓系統的建設需要原始數據的支持，而這些原始數據多來自EMS的實時數據或歷史數據。

2.5 雷電定位系統

雷電對電力系統的影響和危害是非常巨大的。在雷電多發區域，經常出現雷電導致的短路或斷線故障，進而引發大面積的停電，給周邊居民帶來了很大的不便。對此，應該做好雷電故障的及時定位，提高故障的處理效率。雷電定位系統就是基于這樣的目的而產生的，其主要結合設置在電網中的雷電采集裝置，針對采集到的信號進行過濾，從而使調度中心可以明確雷電電流的大小、極性、雷擊次數和產生時間等，準確進行故障的定位和分析，為故障的及時、有效處理提供數據支持。

3 結束語

總而言之，在當前的技術條件下，電力調度自動化系統的功能越來越完善，系統結構也逐漸向著一體化的方向發展，為數據信息的傳輸和共享提供了便利。我們應該認識到，一體化系統是在現有電力調度自動化基礎上的一次改進，對數據網絡、數據倉庫等的建設意義重大。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕